-->
|
|
|
Ãëàâà 9. Ýëåìåíòû àñòðîôèçèêè § 53. Ñîëíå÷íàÿ ñèñòåìàÑòðîåíèå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû1. Ïî ñîâðåìåííûì äàííûì, âîêðóã Ñîëíöà îáðàùàþòñÿ âîñåìü êðóïíûõ øàðîîáðàçíûõ òåë, íàçûâàåìûõ ïëàíåòàìè (ðèñ. 160). Ê êàðëèêîâûì ïëàíåòàì îòíîñÿò Ïëóòîí, Öåðåðó è åù¸ íåñêîëüêî âíîâü îòêðûòûõ êðóïíûõ íåáåñíûõ òåë çà îðáèòîé Ïëóòîíà. Íàðÿäó ñ ïëàíåòàìè è èõ ñïóòíèêàìè âîêðóã Ñîëíöà îáðàùàþòñÿ òûñÿ÷è ìàëûõ ïëàíåò, íàçûâàåìûõ àñòåðîèäàìè, à òàêæå êîìåòû è ÷àñòè÷êè ïûëè. Ìàññà Ñîëíöà â 740 ðàç ïðåâûøàåò ìàññó âñåõ ïëàíåò, áëàãîäàðÿ ýòîìó îíî ñâîèì ñèëüíûì ãðàâèòàöèîííûì ïîëåì óäåðæèâàåò ïëàíåòû îêîëî ñåáÿ. Ïîâåðõíîñòü Ñîëíöà íàãðåòà äî òåìïåðàòóðû îêîëî 6000 Ê, ïîýòîìó îíî èçëó÷àåò ñîáñòâåííûé ñâåò, à ïëàíåòû îñâåùàþòñÿ Ñîëíöåì è ñâåòÿò îòðàæ¸ííûì ñâåòîì.
Ïëàíåòû2. Ïëàíåòû âðàùàþòñÿ âîêðóã Ñîëíöà â òîì íàïðàâëåíèè, ÷òî è Ñîëíöå âîêðóã ñâîåé îñè, è óäàëåíû îò Ñîëíöà â ñëåäóþùåì ïîðÿäêå: Ìåðêóðèé, Âåíåðà, Çåìëÿ, Ìàðñ, Þïèòåð, Ñàòóðí, Óðàí è Íåïòóí. Ïî ôèçè÷åñêèì õàðàêòåðèñòèêàì èõ îáúåäèíÿþò â äâå ãðóïïû. Ïëàíåòû, äâèæóùèåñÿ âíóòðè ïîÿñà àñòåðîèäîâ (Ìåðêóðèé, Âåíåðà, Çåìëÿ è Ìàðñ), ïðèíàäëåæàò ê çåìíîé ãðóïïå. Âñå ýòè ïëàíåòû, íåáîëüøèå ïî ðàçìåðàì è ìàññå (ñàìàÿ êðóïíàÿ èç íèõ — Çåìëÿ), èìåþò òâ¸ðäóþ ïîâåðõíîñòü, ñðàâíèòåëüíî âûñîêóþ ñðåäíþþ ïëîòíîñòü, áëèçêóþ ê ïëîòíîñòè Çåìëè (5,5 ã/ñì3), è îáëàäàþò àòìîñôåðàìè (êðîìå Ìåðêóðèÿ). Ôèçè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïëàíåò çåìíîé ãðóïïû èçó÷åíû êàê àñòðîíîìè÷åñêèìè, òàê è ðàêåòíî-êîñìè÷åñêèìè ñðåäñòâàìè. Ïëàíåòû çåìíîé ãðóïïû ñîñòîÿò èç òÿæ¸ëûõ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ. Íàëè÷èå àòìîñôåðû, ñîäåðæàùåé íàðÿäó ñ äðóãèìè ãàçàìè óãëåêèñëûé ãàç, ïðèâåëî ê òîìó, ÷òî íà ïîâåðõíîñòè Âåíåðû è Çåìëè íàáëþäàåòñÿ ïàðíèêîâûé ýôôåêò. Óãëåêèñëûé ãàç (à ó Çåìëè è âîäÿíûå ïàðû) ïðîïóñêàþò ñîëíå÷íûé ñâåò, êîòîðûé íàãðåâàåò ïîâåðõíîñòü è îêðóæàþùèé âîçäóõ. Íàãðåòàÿ ïîâåðõíîñòü èñïóñêàåò èíôðàêðàñíûå ëó÷è, íî ýòè ëó÷è óãëåêèñëûé ãàç íå ïðîïóñêàåò íàðóæó â êîñìè÷åñêîå ïðîñòðàíñòâî è ïîâåðõíîñòü íå îõëàæäàåòñÿ. Òåïëî çàäåðæèâàåòñÿ ó ïîâåðõíîñòè. Òàê, òåìïåðàòóðà ïîâåðõíîñòè Âåíåðû ñîñòàâëÿåò ïî÷òè 500 °Ñ, à òåìïåðàòóðà íà Çåìëå áûëà áû ïî÷òè íà 40 °Ñ íèæå, åñëè áû àòìîñôåðà íå ñîäåðæàëà óãëåêèñëîãî ãàçà. Ïëàíåòû, äâèæóùèåñÿ çà ïîÿñîì àñòåðîèäîâ, îáðàçóþò ãðóïïó ïëàíåò-ãèãàíòîâ. Ê ýòîé ãðóïïå îòíîñÿòñÿ Þïèòåð — ñàìàÿ êðóïíàÿ è ìàññèâíàÿ ïëàíåòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, Ñàòóðí, Óðàí è Íåïòóí. Îíè îáëàäàþò çíà÷èòåëüíûìè ðàçìåðàìè, ìàëîé ñðåäíåé ïëîòíîñòüþ (ñàìàÿ áîëüøàÿ ïëîòíîñòü ó Íåïòóíà — 1,66 ã/ñì3, ñàìàÿ ìàëåíüêàÿ ó Ñàòóðíà — 0,7 ã/ñì3), áûñòðûì âðàùåíèåì, ïðîòÿæ¸ííûìè ãåëèåâî-âîäîðîäíûìè àòìîñôåðàìè ñ íåáîëüøèì ñîäåðæàíèåì àììèàêà è ìåòàíà è, ïî-âèäèìîìó, íå èìåþò òâ¸ðäîé ïîâåðõíîñòè. Ïëàíåòû-ãèãàíòû ñîñòîÿò èç ë¸ãêèõ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, â îñíîâíîì âîäîðîäà è ãåëèÿ. Ïëàíåòû-ãèãàíòû îêðóæåíû êîëüöàìè, ñîñòîÿùèìè èç ìèðèàäîâ ìåëêèõ òâ¸ðäûõ ÷àñòèö, è èìåþò äåñÿòêè ñïóòíèêîâ. Èç âñåõ ïëàíåò Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû òîëüêî ó Ìåðêóðèÿ è Âåíåðû îòñóòñòâóþò ñïóòíèêè. Êðóïíûå ñïóòíèêè (òàêèå êàê Ëóíà èëè Òèòàí ó Ñàòóðíà) èìåþò øàðîîáðàçíóþ ôîðìó, à ìåëêèå (êàê Ôîáîñ (ðèñ. 161) è Äåéìîñ ó Ìàðñà) — íåïðàâèëüíóþ ôîðìó, ñâîéñòâåííóþ áîëüøèíñòâó àñòåðîèäîâ.
Àñòåðîèäû3.  íà÷àëå XIX â. áûëè îáíàðóæåíû çâ¸çäîîáðàçíûå òåëà — àñòåðîèäû, êîòîðûå äâèãàëèñü âîêðóã Ñîëíöà íà ðàññòîÿíèÿõ 2,3—3,3 à. å.1, — ìåæäó îðáèòàìè Ìàðñà è Þïèòåðà. Èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî àñòåðîèäû — íåáîëüøèå áåñôîðìåííûå òåëà (ðèñ. 162), ñàìûé êðóïíûé èç íèõ Ïàëëàäà èìååò â ïîïåðå÷íèêå îêîëî 610 êì. Ñåé÷àñ èçâåñòíî îêîëî ñòà òûñÿ÷ àñòåðîèäîâ, íåêîòîðûå èç íèõ èìåþò îðáèòû, ïåðåñåêàþùèå îðáèòó Çåìëè. Îáùàÿ ìàññà âñåõ àñòåðîèäîâ íåáîëüøàÿ, ñóùåñòâåííî ìåíüøå ìàññû ëþáîé ïëàíåòû. 1 À. å. — àñòðîíîìè÷åñêàÿ åäèíèöà. 1 à. å. = 1,5 • 108 êì.
Êîìåòû4. Ýòè íåáåñíûå ñâåòèëà ïîëó÷èëè ñâî¸ íàçâàíèå îò ãðå÷åñêîãî «êîìåòàñ» — «õâîñòàòàÿ» èëè «êîñìàòàÿ çâåçäà» (ðèñ. VI íà ôîðçàöå). ßðêèå êîìåòû íàáëþäàþòñÿ ñðàâíèòåëüíî ðåäêî, â ñðåäíåì îäíà êîìåòà çà 10—15 ëåò. Ñëàáûå æå ïî áëåñêó êîìåòû ïîÿâëÿþòñÿ ÷àñòî; íà ôîòîãðàôèÿõ çâ¸çäíîãî íåáà åæåãîäíî îáíàðóæèâàþò äåñÿòêè êîìåò. Áîëüøèíñòâî êîìåò ÿâëÿþòñÿ ÷ëåíàìè íàøåé Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Ïîä äåéñòâèåì ïðèòÿæåíèÿ Ñîëíöà îíè, êàê è ïëàíåòû, îáðàùàþòñÿ âîêðóã íåãî ïî âûòÿíóòûì ýëëèïòè÷åñêèì îðáèòàì. Ñàìîé èçâåñòíîé êîìåòîé ÿâëÿåòñÿ êîìåòà Ãàëëåÿ, íàçâàííàÿ òàê â ÷åñòü ïåðâîãî èññëåäîâàòåëÿ êîìåò, êîòîðûé ïðåäñêàçàë å¸ ïîÿâëåíèå. Êîìåòà Ãàëëåÿ äâèæåòñÿ ïî î÷åíü âûòÿíóòîé ýëëèïòè÷åñêîé îðáèòå: îíà ñáëèæàåòñÿ ñ Ñîëíöåì äî ðàññòîÿíèÿ 0,59 à. å. (çàõîäèò âíóòðü îðáèòû Âåíåðû), à óäàëÿåòñÿ äî 35,3 à. å. (çà îðáèòó Íåïòóíà). Ïîñëåäíèé ðàç êîìåòà ïîÿâèëàñü â 1986 ã., â ìîìåíò å¸ ïðîõîæäåíèÿ âáëèçè Ñîëíöà äëÿ å¸ èçó÷åíèÿ áûë îñóùåñòâë¸í ïðîë¸ò äâóõ ñîâåòñêèõ êîñìè÷åñêèõ ñòàíöèé «Âåãà-1» è «Âåãà-2» è åù¸ äâóõ àïïàðàòîâ. Ôîòîãðàôèðîâàíèå ÿäðà êîìåòû Ãàëëåÿ ñîâåòñêèìè êîñìè÷åñêèìè ñòàíöèÿìè ñ ðàññòîÿíèÿ îêîëî 8000 êì ïîêàçàëî, ÷òî îíî èìååò íåïðàâèëüíóþ ôîðìó ðàçìåðîì 16 õ 18 õ 8 êì (ðèñ. 163).  ñëåäóþùèé ðàç å¸ ìîæíî áóäåò óâèäåòü â 2062 ã.
Íà áîëüøèõ ðàññòîÿíèÿõ îò Ñîëíöà êîìåòû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ãëûáû òâ¸ðäîãî âåùåñòâà èçî ëüäà, çàñòûâøèõ ãàçîâ è ïûëè, ÷àñòèö ìåòåîðíîãî âåùåñòâà. Ïðè ïðèáëèæåíèè ê Ñîëíöó ë¸ä íà÷èíàåò òàÿòü è èñïàðÿòüñÿ, âîêðóã ÿäðà êîìåòû, ðàçìåðû êîòîðîãî íå ïðåâûøàþò äåñÿòêîâ êèëîìåòðîâ, îáðàçóåòñÿ ïðîòÿæ¸ííàÿ îáîëî÷êà — êîìà. Ïîä äåéñòâèåì äàâëåíèÿ ñîëíå÷íîãî ñâåòà è ñîëíå÷íîãî âåòðà ÷àñòü ãàçîâ è ïûëèíîê êîìû îòòàëêèâàåòñÿ â ñòîðîíó, ïðîòèâîïîëîæíóþ Ñîëíöó, îáðàçóÿ õâîñò êîìåòû. Ìàññû êîìåò îöåíèâàþòñÿ â 1015—1018 êã.  êîíöå êîíöîâ, êîìåòà òåðÿåò âåùåñòâî è ðàçðóøàåòñÿ.
|
|
|